JPH09223418A - 酸化物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents
酸化物超電導線材及びその製造方法Info
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- JPH09223418A JPH09223418A JP8030841A JP3084196A JPH09223418A JP H09223418 A JPH09223418 A JP H09223418A JP 8030841 A JP8030841 A JP 8030841A JP 3084196 A JP3084196 A JP 3084196A JP H09223418 A JPH09223418 A JP H09223418A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物超電導体を高配向させることができる
とともに、酸化物超電導線材の特性上の異方性を自由に
制御することができ、さらに、酸化物超電導体に蛇行、
不均一あるいはソーセージングが発生せず、ソレノイド
コイルに適している酸化物超電導線材及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 酸化物超電導線材５は、横断面形状が等
方的形状の金属マトリックス２中に、アスペクト比の異
なる平板状酸化物超電導体６を含む複数個の平板状酸化
物超電導体６が、積層構造１２を形成するように埋設さ
れた構成としている。
とともに、酸化物超電導線材の特性上の異方性を自由に
制御することができ、さらに、酸化物超電導体に蛇行、
不均一あるいはソーセージングが発生せず、ソレノイド
コイルに適している酸化物超電導線材及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 酸化物超電導線材５は、横断面形状が等
方的形状の金属マトリックス２中に、アスペクト比の異
なる平板状酸化物超電導体６を含む複数個の平板状酸化
物超電導体６が、積層構造１２を形成するように埋設さ
れた構成としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機もしくは液
体窒素、液体水素及び液体ヘリウムなどの冷媒を用いて
使用可能な酸化物超電導コイルもしくは酸化物超電導送
電ケーブルなどに適用可能な酸化物超電導線材及びその
製造方法に関するものである。
体窒素、液体水素及び液体ヘリウムなどの冷媒を用いて
使用可能な酸化物超電導コイルもしくは酸化物超電導送
電ケーブルなどに適用可能な酸化物超電導線材及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導線材用材料としては、Ｂｉ
―（Ｐｂ）―Ｓｒ―Ｃａ―Ｃｕ―Ｏ系、Ｔｉ―Ｂａ―Ｃ
ａ―Ｃｕ―Ｏ系などが電流が流れやすいという点で有望
視されている。従来の酸化物超電導線材の製造方法は、
銀シース法と言われる方法が一般的になっている。この
銀シース法は、超電導性を示す粉末、例えばＢｉ―（Ｐ
ｂ）―Ｓｒ―Ｃａ―Ｃｕ―Ｏ系の粉末を銀（Ａｇ）など
の金属管中に充填したものを、線引き加工もしくはスウ
ェージングにより減面塑性加工を行い、さらに圧延加工
によってテープ状の酸化物超電導線材とする方法であ
る。
―（Ｐｂ）―Ｓｒ―Ｃａ―Ｃｕ―Ｏ系、Ｔｉ―Ｂａ―Ｃ
ａ―Ｃｕ―Ｏ系などが電流が流れやすいという点で有望
視されている。従来の酸化物超電導線材の製造方法は、
銀シース法と言われる方法が一般的になっている。この
銀シース法は、超電導性を示す粉末、例えばＢｉ―（Ｐ
ｂ）―Ｓｒ―Ｃａ―Ｃｕ―Ｏ系の粉末を銀（Ａｇ）など
の金属管中に充填したものを、線引き加工もしくはスウ
ェージングにより減面塑性加工を行い、さらに圧延加工
によってテープ状の酸化物超電導線材とする方法であ
る。
【０００３】図１７は、従来の圧延加工前の単芯線の酸
化物超電導線材の先駆体の横断面を示し、図１８は圧延
加工前の多芯線の酸化物超電導線材の先駆体の横断面を
示している。図において、１は酸化物超電導体、２はＡ
ｇからなるマトリクス、３は先駆体である。
化物超電導線材の先駆体の横断面を示し、図１８は圧延
加工前の多芯線の酸化物超電導線材の先駆体の横断面を
示している。図において、１は酸化物超電導体、２はＡ
ｇからなるマトリクス、３は先駆体である。
【０００４】図１７に示した単芯線の先駆体は、酸化物
超電導体粉末をＡｇからなる金属パイプに充填した後、
減面塑性加工して形成される。図１８に示した多芯線の
先駆体３は、図１７に示した先駆体３を複数本束ねたも
のをさらに、Ａｇからなる金属パイプ中に充填し、金属
パイプに減面塑性加工を施して形成する。
超電導体粉末をＡｇからなる金属パイプに充填した後、
減面塑性加工して形成される。図１８に示した多芯線の
先駆体３は、図１７に示した先駆体３を複数本束ねたも
のをさらに、Ａｇからなる金属パイプ中に充填し、金属
パイプに減面塑性加工を施して形成する。
【０００５】図１７及び図１８に示した先駆体３は、さ
らに、図１９に示すように、圧延加工を施してテープ状
の酸化物超電導線材４とする。最後に、テープ状の酸化
物超電導線材４は、酸化物超電導体１の粉末粒子間を結
合するために熱処理を施すことによって、超電導電流を
流しやすくできる。また、テープ状の酸化物超電導線材
４の熱処理途中に冷間で１軸プレスや圧延を施すことに
より、一層、酸化物超電導体１の結晶の配向性が高ま
り、臨界電流密度が向上することが知られている。以
上、これらの技術は、例えば特開平２―１９９７１５号
公報あるいは特開平２―２０７４２０号公報などに記載
されている。
らに、図１９に示すように、圧延加工を施してテープ状
の酸化物超電導線材４とする。最後に、テープ状の酸化
物超電導線材４は、酸化物超電導体１の粉末粒子間を結
合するために熱処理を施すことによって、超電導電流を
流しやすくできる。また、テープ状の酸化物超電導線材
４の熱処理途中に冷間で１軸プレスや圧延を施すことに
より、一層、酸化物超電導体１の結晶の配向性が高ま
り、臨界電流密度が向上することが知られている。以
上、これらの技術は、例えば特開平２―１９９７１５号
公報あるいは特開平２―２０７４２０号公報などに記載
されている。
【０００６】図２０は、圧延加工後のテープ状酸化物超
電導線材４の圧延面の蛇行状態を示し、図２１及び図２
２はそれぞれ、従来の圧延加工後の多芯線のテープ状酸
化物超電導線材４の横断面及び縦断面図を示している。
従来の酸化物超電導線材においてテープ状の形状が採用
されている理由は、熱処理において酸化物超電導体１の
結晶が平板状に成長し、テープ面に平行に結晶のｃ面が
配向して、大電流が流れやすくなるためである。
電導線材４の圧延面の蛇行状態を示し、図２１及び図２
２はそれぞれ、従来の圧延加工後の多芯線のテープ状酸
化物超電導線材４の横断面及び縦断面図を示している。
従来の酸化物超電導線材においてテープ状の形状が採用
されている理由は、熱処理において酸化物超電導体１の
結晶が平板状に成長し、テープ面に平行に結晶のｃ面が
配向して、大電流が流れやすくなるためである。
【０００７】従来のテープ状の酸化物超電導線材４を用
いたコイルの構成は、テープ状の酸化物超電導線材４を
巻いたパンケーキコイルを複数個積み重ね、各パンケー
キコイル同士を半田づけなどによって電気的に接続し
た、多層パンケーキコイルである。
いたコイルの構成は、テープ状の酸化物超電導線材４を
巻いたパンケーキコイルを複数個積み重ね、各パンケー
キコイル同士を半田づけなどによって電気的に接続し
た、多層パンケーキコイルである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】圧延加工では、テープ
状の酸化物超電導線材４のアスペクト比（＝長辺／短
辺）がおよそ１０を越えはじめると、図２０に示したよ
うに、長手方向にわたり顕著に蛇行が起きたり、図２１
に示したように、内部の酸化物超電導体１が均一に圧延
されず、また、図２２に示したように、ソーセージング
が起き始める。図２０に示したような蛇行は、圧延回数
が増えるにしたがって、亀裂や断線を招くという加工上
の問題となり、図２１及び図２２のように内部の酸化物
超電導体１の厚さの不均一、あるいはソーセージングを
起こすと、有効な酸化物超電導体１の断面積が減少する
ため、テープ状の酸化物超電導線材４の臨界電流密度が
低下するという特性上の問題になった。
状の酸化物超電導線材４のアスペクト比（＝長辺／短
辺）がおよそ１０を越えはじめると、図２０に示したよ
うに、長手方向にわたり顕著に蛇行が起きたり、図２１
に示したように、内部の酸化物超電導体１が均一に圧延
されず、また、図２２に示したように、ソーセージング
が起き始める。図２０に示したような蛇行は、圧延回数
が増えるにしたがって、亀裂や断線を招くという加工上
の問題となり、図２１及び図２２のように内部の酸化物
超電導体１の厚さの不均一、あるいはソーセージングを
起こすと、有効な酸化物超電導体１の断面積が減少する
ため、テープ状の酸化物超電導線材４の臨界電流密度が
低下するという特性上の問題になった。
【０００９】さらに、テープ状の酸化物超電導線材４を
用いた多層パンケーキコイルでは、パンケーキ間の接続
部で抵抗が発生して、完全な永久電流モードでの運転は
困難であるという問題があった。
用いた多層パンケーキコイルでは、パンケーキ間の接続
部で抵抗が発生して、完全な永久電流モードでの運転は
困難であるという問題があった。
【００１０】また、酸化物超電導体１は、結晶のｃ面に
対し垂直に磁界がかかると臨界電流が低下するという物
性を有する。このため、コイル運転時には、発生磁界が
特にテープ面に対し垂直に巻き線部分に侵入すると、極
端にテープ状の酸化物超電導線材４の臨界電流が低下
し、コイル全体の通電電流が小さく制限されて磁場が高
められないという問題があった。
対し垂直に磁界がかかると臨界電流が低下するという物
性を有する。このため、コイル運転時には、発生磁界が
特にテープ面に対し垂直に巻き線部分に侵入すると、極
端にテープ状の酸化物超電導線材４の臨界電流が低下
し、コイル全体の通電電流が小さく制限されて磁場が高
められないという問題があった。
【００１１】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、酸化物超電導体を高配向させるこ
とができ、線材構成によって酸化物超電導線材の特性上
の異方性を自由に制御することができ、蛇行、不均一あ
るいはソーセージングが起きやすい圧延加工工程を必要
としない、ソレノイドコイルに適している酸化物超電導
線材及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
めになされたもので、酸化物超電導体を高配向させるこ
とができ、線材構成によって酸化物超電導線材の特性上
の異方性を自由に制御することができ、蛇行、不均一あ
るいはソーセージングが起きやすい圧延加工工程を必要
としない、ソレノイドコイルに適している酸化物超電導
線材及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
横断面形状が等方的形状の金属マトリクス中に、アスペ
クト比の異なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導
体が、少なくとも１個の積層構造を形成するように埋設
されている酸化物超電導線材である。
横断面形状が等方的形状の金属マトリクス中に、アスペ
クト比の異なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導
体が、少なくとも１個の積層構造を形成するように埋設
されている酸化物超電導線材である。
【００１３】請求項２に係る発明は、請求項１記載の酸
化物超電導線材において、金属マトリクスの横断面形状
が円形、楕円形または６角形であるものである。
化物超電導線材において、金属マトリクスの横断面形状
が円形、楕円形または６角形であるものである。
【００１４】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の酸化物超電導線材において、積層構造を複数個有
し、この積層構造の積層面の方向が多方向に向くよう
に、上記積層構造が分散して埋設されているものであ
る。
記載の酸化物超電導線材において、積層構造を複数個有
し、この積層構造の積層面の方向が多方向に向くよう
に、上記積層構造が分散して埋設されているものであ
る。
【００１５】請求項４に係る発明は、アスペクト比の異
なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導体を積層し
た構造を有する積層体を金属パイプ中に充填し、この金
属パイプを等方的に減面加工する工程を有する酸化物超
電導線材の製造方法である。
なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導体を積層し
た構造を有する積層体を金属パイプ中に充填し、この金
属パイプを等方的に減面加工する工程を有する酸化物超
電導線材の製造方法である。
【００１６】請求項５に係る発明は、請求項４記載の酸
化物超電導線材の製造方法において、積層体が、平板状
酸化物超電導体と平板状金属とを交互に積み重ねたもの
である。
化物超電導線材の製造方法において、積層体が、平板状
酸化物超電導体と平板状金属とを交互に積み重ねたもの
である。
【００１７】請求項６に係る発明は、請求項４記載の酸
化物超電導線材の製造方法において、平板状酸化物超電
導体に、金属が被覆されているものである。
化物超電導線材の製造方法において、平板状酸化物超電
導体に、金属が被覆されているものである。
【００１８】請求項７に係る発明は、請求項４記載の酸
化物超電導線材の製造方法において、積層体が、等方的
な横断面形状の金属マトリクス中にアスペクト比が異な
るものを含む複数個の平板状酸化物超電導体が積層構造
を形成するように埋設してなり、上記積層体を複数個、
金属パイプ中に充填するものである。
化物超電導線材の製造方法において、積層体が、等方的
な横断面形状の金属マトリクス中にアスペクト比が異な
るものを含む複数個の平板状酸化物超電導体が積層構造
を形成するように埋設してなり、上記積層体を複数個、
金属パイプ中に充填するものである。
【００１９】請求項８に係る発明は、請求項７記載の酸
化物超電導線材の製造方法において、金属マトリクスの
横断面形状が円形、楕円形または６角形のものである。
化物超電導線材の製造方法において、金属マトリクスの
横断面形状が円形、楕円形または６角形のものである。
【００２０】請求項９に係る発明は、請求項４、７また
は８のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法に
おいて、積層体の積層面の方向が多方向に向くように、
上記複数個の積層体を金属パイプ中に充填するものであ
る。
は８のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法に
おいて、積層体の積層面の方向が多方向に向くように、
上記複数個の積層体を金属パイプ中に充填するものであ
る。
【００２１】請求項１０に係る発明は、請求項４ないし
９のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法にお
いて、金属パイプを円形、楕円形または６角形の横断面
形状に減面加工するものである。
９のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造方法にお
いて、金属パイプを円形、楕円形または６角形の横断面
形状に減面加工するものである。
【００２２】請求項１１に係る発明は、請求項４記載の
酸化物超電導線材の製造方法において、減面加工の工程
の後熱処理を施し、その後、線引加工を施し、この線引
加工の後、再び熱処理を行う工程を有するものである。
酸化物超電導線材の製造方法において、減面加工の工程
の後熱処理を施し、その後、線引加工を施し、この線引
加工の後、再び熱処理を行う工程を有するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】図面を使って、本発明の実施の形
態を説明する。図１、図３、図６〜図１１、図１４〜図
１６は、本発明の酸化物超電導線材を示す断面図で、酸
化物超電導線材５は、横断面形状が等方的形状の金属マ
トリクス２中に、アスペクト比の異なる平板状酸化物超
電導体６を含む複数個の平板状酸化物超電導体６が、積
層構造１２を形成するように埋設されている。
態を説明する。図１、図３、図６〜図１１、図１４〜図
１６は、本発明の酸化物超電導線材を示す断面図で、酸
化物超電導線材５は、横断面形状が等方的形状の金属マ
トリクス２中に、アスペクト比の異なる平板状酸化物超
電導体６を含む複数個の平板状酸化物超電導体６が、積
層構造１２を形成するように埋設されている。
【００２４】ここで、等方的な横断面形状とは、等方的
な減面塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるい
はスウェージングなどの伸線加工のような塑性変形を経
て形成した横断面形状を意味するもので、金属マトリク
ス２の横断面形状は図１、図３、図６、図７、図１０及
び図１１に示したような円形の他に、図８及び図１４に
示すような６角形が好ましいが、図９、図１５及び図１
６に示したような楕円形などを含む等方的な横断面形状
であればよい。
な減面塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるい
はスウェージングなどの伸線加工のような塑性変形を経
て形成した横断面形状を意味するもので、金属マトリク
ス２の横断面形状は図１、図３、図６、図７、図１０及
び図１１に示したような円形の他に、図８及び図１４に
示すような６角形が好ましいが、図９、図１５及び図１
６に示したような楕円形などを含む等方的な横断面形状
であればよい。
【００２５】本発明の酸化物超電導線材５においては、
伸線あるいはスウェージングなどによる等方的な減面加
工で最終加工まで行うことができるため、酸化物超電導
体６に蛇行やソーセージングが起きず、圧延加工を施す
ことなく酸化物超電導体６と金属マトリクス２との界面
が平滑かつ平面状に酸化物超電導線材５の長手方向に延
び、酸化物超電導体６のｃ面が界面に対し配向しやすく
なり、結果的に酸化物超電導線材５の臨界電流密度が高
められる。また、圧延工程を省くことによる製造時間お
よびコストの低減ができる。
伸線あるいはスウェージングなどによる等方的な減面加
工で最終加工まで行うことができるため、酸化物超電導
体６に蛇行やソーセージングが起きず、圧延加工を施す
ことなく酸化物超電導体６と金属マトリクス２との界面
が平滑かつ平面状に酸化物超電導線材５の長手方向に延
び、酸化物超電導体６のｃ面が界面に対し配向しやすく
なり、結果的に酸化物超電導線材５の臨界電流密度が高
められる。また、圧延工程を省くことによる製造時間お
よびコストの低減ができる。
【００２６】また、金属マトリクス２の横断面形状が等
方的形状であるため、ソレノイド巻が容易にでき、従っ
て、永久電流モードで運転可能なコイルが容易に作製で
きるようになる。
方的形状であるため、ソレノイド巻が容易にでき、従っ
て、永久電流モードで運転可能なコイルが容易に作製で
きるようになる。
【００２７】図６、図７、図１０、図１４〜図１６に示
した酸化物超電導線材５は、酸化物超電導体６を積層し
た構造の積層構造１２を複数個有し、積層構造１２の積
層面の方向が多方向に向くように、積層構造１２が分散
して埋設されている。
した酸化物超電導線材５は、酸化物超電導体６を積層し
た構造の積層構造１２を複数個有し、積層構造１２の積
層面の方向が多方向に向くように、積層構造１２が分散
して埋設されている。
【００２８】本発明の酸化物超電導線材５においては、
複数個の積層構造１２の積層面の方向が多方向に向くよ
うに、積層構造１２が分散して埋設されているので、異
方性の少ないものが得られる。
複数個の積層構造１２の積層面の方向が多方向に向くよ
うに、積層構造１２が分散して埋設されているので、異
方性の少ないものが得られる。
【００２９】図２、図４、図１２及び図１３は、本発明
の酸化物超電導線材の先駆体を示す横断面図で、アスペ
クト比の異なる平板状酸化物超電導体６を含む複数個の
平板状酸化物超電導体６を積層した構造を有する積層体
１３を金属パイプ９中に充填し、金属パイプ９を等方的
に減面加工する工程を経て、酸化物超電導線材５を製造
する。
の酸化物超電導線材の先駆体を示す横断面図で、アスペ
クト比の異なる平板状酸化物超電導体６を含む複数個の
平板状酸化物超電導体６を積層した構造を有する積層体
１３を金属パイプ９中に充填し、金属パイプ９を等方的
に減面加工する工程を経て、酸化物超電導線材５を製造
する。
【００３０】金属パイプ９内を真空に封じた後、液圧押
し出し機などを用い、減面加工を繰り返し、所定の線径
にした後、例えば、大気中８４０℃にて１８０時間熱処
理して酸化物超電導線材５が製造される。
し出し機などを用い、減面加工を繰り返し、所定の線径
にした後、例えば、大気中８４０℃にて１８０時間熱処
理して酸化物超電導線材５が製造される。
【００３１】積層体１３は、図２に示したように、平板
状酸化物超電導体６と平板状金属８とを交互に積み重ね
たものを使用することができる。
状酸化物超電導体６と平板状金属８とを交互に積み重ね
たものを使用することができる。
【００３２】また、積層体１３は、図４に示したよう
に、平板状酸化物超電導体６が金属被覆１１されている
ものでもよい。
に、平板状酸化物超電導体６が金属被覆１１されている
ものでもよい。
【００３３】また、積層体１３は、図１２及び図１３に
示したように、等方的な横断面形状の金属マトリクス２
中にアスペクト比の異なるものを含む複数個の平板状酸
化物超電導体６を積層構造として埋設したものを使用
し、積層体１３を複数個、金属パイプ９中に充填しても
よく、金属マトリクス２の横断面形状は円形、楕円形ま
たは６角形のものが好ましく使用できる。
示したように、等方的な横断面形状の金属マトリクス２
中にアスペクト比の異なるものを含む複数個の平板状酸
化物超電導体６を積層構造として埋設したものを使用
し、積層体１３を複数個、金属パイプ９中に充填しても
よく、金属マトリクス２の横断面形状は円形、楕円形ま
たは６角形のものが好ましく使用できる。
【００３４】本発明の酸化物超電導線材の製造方法によ
れば、アスペクト比の異なる平板状酸化物超電導体６を
含む複数個の平板状酸化物超電導体６を積層した構造を
有する積層体１３を金属パイプ９中に充填し、金属パイ
プ９を等方的に減面加工する工程を経て製造されるの
で、酸化物超電導体６に蛇行やソーセージングが起き
ず、圧延加工を施すことなく酸化物超電導体６と金属マ
トリクス２との界面が平滑かつ平面状に酸化物超電導線
材５の長手方向に延び、酸化物超電導体６のｃ面が界面
に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超電導線材５
の臨界電流密度が高められる。また、圧延工程を省くこ
とによる製造時間およびコストの低減ができるようにな
る。
れば、アスペクト比の異なる平板状酸化物超電導体６を
含む複数個の平板状酸化物超電導体６を積層した構造を
有する積層体１３を金属パイプ９中に充填し、金属パイ
プ９を等方的に減面加工する工程を経て製造されるの
で、酸化物超電導体６に蛇行やソーセージングが起き
ず、圧延加工を施すことなく酸化物超電導体６と金属マ
トリクス２との界面が平滑かつ平面状に酸化物超電導線
材５の長手方向に延び、酸化物超電導体６のｃ面が界面
に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超電導線材５
の臨界電流密度が高められる。また、圧延工程を省くこ
とによる製造時間およびコストの低減ができるようにな
る。
【００３５】また、金属パイプ９を等方的に減面加工
し、特に、円形、楕円形または６角形の横断面形状とす
ることによって、円形、楕円形または６角形などの等方
的な横断面形状の酸化物超電導線材５が得られ、ソレノ
イド巻が容易にでき、従って、永久電流モードで運転可
能なコイルが容易に作製できるようになる。
し、特に、円形、楕円形または６角形の横断面形状とす
ることによって、円形、楕円形または６角形などの等方
的な横断面形状の酸化物超電導線材５が得られ、ソレノ
イド巻が容易にでき、従って、永久電流モードで運転可
能なコイルが容易に作製できるようになる。
【００３６】また、図１２または図１３に示したよう
に、積層体１３が、等方的な横断面形状の金属マトリク
ス２中にアスペクト比が異なるものを含む複数個の平板
状酸化物超電導体６を積層構造を形成するように埋設し
てなるので、複数個の積層体１３の積層構造面を種々異
なるように配置することによって、異方性を自由に制御
することができる。
に、積層体１３が、等方的な横断面形状の金属マトリク
ス２中にアスペクト比が異なるものを含む複数個の平板
状酸化物超電導体６を積層構造を形成するように埋設し
てなるので、複数個の積層体１３の積層構造面を種々異
なるように配置することによって、異方性を自由に制御
することができる。
【００３７】また、図１２または図１３に示したよう
に、積層体１３のマトリクス２を、等方的な横断面形状
とすることによって、積層体１３中の酸化物超電導体６
に蛇行やソーセージングが起きず、圧延加工を施すこと
なく酸化物超電導体６と金属マトリクス２との界面が平
滑かつ平面状に酸化物超電導線材５の長手方向に延び、
酸化物超電導体６のｃ面が界面に対し配向しやすくな
り、結果的に酸化物超電導線材５の臨界電流密度が高め
られる。
に、積層体１３のマトリクス２を、等方的な横断面形状
とすることによって、積層体１３中の酸化物超電導体６
に蛇行やソーセージングが起きず、圧延加工を施すこと
なく酸化物超電導体６と金属マトリクス２との界面が平
滑かつ平面状に酸化物超電導線材５の長手方向に延び、
酸化物超電導体６のｃ面が界面に対し配向しやすくな
り、結果的に酸化物超電導線材５の臨界電流密度が高め
られる。
【００３８】また、図１２に示したように、積層体１３
の積層面の方向が多方向に向くように、複数個の積層体
１３を金属パイプ９中に充填することによって、異方性
の少ない酸化物超電導線材が得られる。また、図２及び
図４に示した先駆体において、積層体１３を分割し、積
層体１３の積層面が多方向を向くように配置し充填して
ても同様の効果が得られる。
の積層面の方向が多方向に向くように、複数個の積層体
１３を金属パイプ９中に充填することによって、異方性
の少ない酸化物超電導線材が得られる。また、図２及び
図４に示した先駆体において、積層体１３を分割し、積
層体１３の積層面が多方向を向くように配置し充填して
ても同様の効果が得られる。
【００３９】減面加工の後熱処理を施し、その後、線引
加工を施し、この線引加工の後、再び熱処理を行うこと
により、熱処理時に発生したガスによる膨れがなくなる
と共に、塑性変形を伴った酸化物超電導体６の緻密化が
起こり、結果的に酸化物超電導線材の臨界電流密度が高
められる。
加工を施し、この線引加工の後、再び熱処理を行うこと
により、熱処理時に発生したガスによる膨れがなくなる
と共に、塑性変形を伴った酸化物超電導体６の緻密化が
起こり、結果的に酸化物超電導線材の臨界電流密度が高
められる。
【００４０】
【実施例】以下に、本発明について、実施例と比較例を
挙げて詳細に説明する。 実施例１．図１は、本発明の一実施例になる酸化物超電
導線材を示す横断面図で、図において、６は酸化物超電
導体、２はＡｇなどからなる金属マトリクス、５は酸化
物超電導線材で、酸化物超電導線材５は、断面が円形の
金属マトリクス２中にアスペクト比が異なる平板状酸化
物超電導体６が積層された積層構造１２で埋め込まれて
いる。
挙げて詳細に説明する。 実施例１．図１は、本発明の一実施例になる酸化物超電
導線材を示す横断面図で、図において、６は酸化物超電
導体、２はＡｇなどからなる金属マトリクス、５は酸化
物超電導線材で、酸化物超電導線材５は、断面が円形の
金属マトリクス２中にアスペクト比が異なる平板状酸化
物超電導体６が積層された積層構造１２で埋め込まれて
いる。
【００４１】図２は本発明の一実施例になる酸化物超電
導線材を作製するための先駆体の横断面図で、図におい
て、１０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏy組成の超電導体粉末を平板に加圧成形した酸化物超
電導体、７はＡｇなどからなる平板状金属、８はＡｇの
細線、９はＡｇなどからなる金属パイプである。
導線材を作製するための先駆体の横断面図で、図におい
て、１０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏy組成の超電導体粉末を平板に加圧成形した酸化物超
電導体、７はＡｇなどからなる平板状金属、８はＡｇの
細線、９はＡｇなどからなる金属パイプである。
【００４２】図１に示した酸化物超電導線材は、以下の
ようにして製造した。まず、平板の酸化物超電導体６の
サイズが幅１７．５ｍｍ高さ１．９ｍｍ長さ１０ｍｍの
ものを１本、サイズが幅１６ｍｍ高さ１．９ｍｍ長さ１
０ｍｍのものを２本、サイズが幅８ｍｍ高さ１．９ｍｍ
長さ１０ｍｍのものを２本成形し、平板の酸化物超電導
体６間に、厚み０．９ｍｍ、長さ１０ｍｍの平板状金属
７を１枚ずつ挟んで、酸化物超電導体６を６枚積み重ね
て積層体１３を構成し、外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍの
Ａｇからなる金属パイプ９に挿入し、さらに隙間にＡｇ
の細線８を充填して、酸化物超電導線材の先駆体１０を
製造した。
ようにして製造した。まず、平板の酸化物超電導体６の
サイズが幅１７．５ｍｍ高さ１．９ｍｍ長さ１０ｍｍの
ものを１本、サイズが幅１６ｍｍ高さ１．９ｍｍ長さ１
０ｍｍのものを２本、サイズが幅８ｍｍ高さ１．９ｍｍ
長さ１０ｍｍのものを２本成形し、平板の酸化物超電導
体６間に、厚み０．９ｍｍ、長さ１０ｍｍの平板状金属
７を１枚ずつ挟んで、酸化物超電導体６を６枚積み重ね
て積層体１３を構成し、外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍの
Ａｇからなる金属パイプ９に挿入し、さらに隙間にＡｇ
の細線８を充填して、酸化物超電導線材の先駆体１０を
製造した。
【００４３】引き続き、金属パイプ９を真空封入し、液
圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減
面加工し、さらに線引きなどの伸線加工により最終的に
１ｍｍ径まで減面加工した。この６芯の酸化物超電導線
材の金属マトリクス比（＝金属マトリクス２の断面積／
酸化物超電導体６の断面積）は２．７であった。
圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減
面加工し、さらに線引きなどの伸線加工により最終的に
１ｍｍ径まで減面加工した。この６芯の酸化物超電導線
材の金属マトリクス比（＝金属マトリクス２の断面積／
酸化物超電導体６の断面積）は２．７であった。
【００４４】得られた酸化物超電導線材５を１０ｃｍ長
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
【００４５】実施例２．図３は、本発明の他の実施例に
なる酸化物超電導線材を示す横断面図、図において、６
は酸化物超電導体、２はＡｇなどからなる金属マトリク
ス、５は酸化物超電導線材で、酸化物超電導線材５は、
断面が円形の金属マトリクス２中にアスペクト比が異な
る平板状の酸化物超電導体６が積層された積層構造１２
として埋め込まれている。
なる酸化物超電導線材を示す横断面図、図において、６
は酸化物超電導体、２はＡｇなどからなる金属マトリク
ス、５は酸化物超電導線材で、酸化物超電導線材５は、
断面が円形の金属マトリクス２中にアスペクト比が異な
る平板状の酸化物超電導体６が積層された積層構造１２
として埋め込まれている。
【００４６】図４は本発明の他の実施例になる酸化物超
電導線材を作製するための先駆体の横断面図である。図
において、１０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ
2Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導体、８はＡｇの細線、９
はＡｇなどからなる金属パイプ、１１はＡｇなどからな
る金属被覆である。
電導線材を作製するための先駆体の横断面図である。図
において、１０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ
2Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導体、８はＡｇの細線、９
はＡｇなどからなる金属パイプ、１１はＡｇなどからな
る金属被覆である。
【００４７】図３に示した酸化物超電導線材は、以下の
ようにして製造した。まず、Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2
Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導粉末を外形２４ｍｍ、内径
１９ｍｍのＡｇパイプに挿入し、伸線加工を行い、順次
１０ｍｍ、８．４ｍｍ、４．６ｍｍの線径の円柱棒を得
る。これら３種の線径の異なる円柱棒をそれぞれ圧延に
より幅１７．２ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アスペクト比；
６．４）、幅１４．４ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アスペク
ト比；５．３）、幅７．８ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アス
ペクト比；２．９）の平板状に加工し、Ａｇからなる金
属被覆１１で包まれた平板の酸化物超電導体６を得、こ
れを２枚ずつ所定の長さに揃えて切断する。
ようにして製造した。まず、Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2
Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導粉末を外形２４ｍｍ、内径
１９ｍｍのＡｇパイプに挿入し、伸線加工を行い、順次
１０ｍｍ、８．４ｍｍ、４．６ｍｍの線径の円柱棒を得
る。これら３種の線径の異なる円柱棒をそれぞれ圧延に
より幅１７．２ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アスペクト比；
６．４）、幅１４．４ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アスペク
ト比；５．３）、幅７．８ｍｍ、厚み２．７ｍｍ（アス
ペクト比；２．９）の平板状に加工し、Ａｇからなる金
属被覆１１で包まれた平板の酸化物超電導体６を得、こ
れを２枚ずつ所定の長さに揃えて切断する。
【００４８】次に、図４のように金属被覆１１で包まれ
た平板の酸化物超電導体６を６枚積み重ねて積層体１３
を構成して、外形２２ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇからな
る金属パイプ９に挿入し、隙間にＡｇの細線８を充填し
て、酸化物超電導線材の先駆体１０を製造した。
た平板の酸化物超電導体６を６枚積み重ねて積層体１３
を構成して、外形２２ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇからな
る金属パイプ９に挿入し、隙間にＡｇの細線８を充填し
て、酸化物超電導線材の先駆体１０を製造した。
【００４９】引き続き、金属パイプ９を真空封入し、液
圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減
面加工し、さらに線引きなどの伸線により最終的に１ｍ
ｍ径まで減面加工した。この６芯の酸化物超電導線材の
金属マトリクス比（＝金属マトリクス２の断面積／酸化
物超電導体６の断面積）は２．８であった。
圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減
面加工し、さらに線引きなどの伸線により最終的に１ｍ
ｍ径まで減面加工した。この６芯の酸化物超電導線材の
金属マトリクス比（＝金属マトリクス２の断面積／酸化
物超電導体６の断面積）は２．８であった。
【００５０】得られた酸化物超電導線材５を１０ｃｍ長
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
【００５１】なお、上記実施例１及び２において、酸化
物超電導体６の配置は種々考えられ、上記図１あるいは
図３に限られるものではなく、例えば、図６及び図７に
示すような積層体１３を分割して積層体１３の積層面の
方向を多方向とするような配置など種々考えられ、ま
た、酸化物超電導線材６の金属マトリクス比（＝金属マ
トリクス２の断面積／酸化物超電導体６の断面積）は９
〜０．５とすることができる。
物超電導体６の配置は種々考えられ、上記図１あるいは
図３に限られるものではなく、例えば、図６及び図７に
示すような積層体１３を分割して積層体１３の積層面の
方向を多方向とするような配置など種々考えられ、ま
た、酸化物超電導線材６の金属マトリクス比（＝金属マ
トリクス２の断面積／酸化物超電導体６の断面積）は９
〜０．５とすることができる。
【００５２】また、金属マトリクス２の横断面形状は円
形の他に、図８に示すような６角形が好ましいが、図９
に示すように楕円形など、等方的な横断面形状であれば
よい。ここで、等方的な横断面形状とは、等方的な減面
塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるいはスウ
ェージングなどの伸線加工のような塑性変形を経て形成
した横断面形状を意味するものである。
形の他に、図８に示すような６角形が好ましいが、図９
に示すように楕円形など、等方的な横断面形状であれば
よい。ここで、等方的な横断面形状とは、等方的な減面
塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるいはスウ
ェージングなどの伸線加工のような塑性変形を経て形成
した横断面形状を意味するものである。
【００５３】また、上記実施例１及び２における製造方
法において、Ａｇの細線８は必ずしも必要としないが、
断面形状の乱れなどを考慮すれば、細線８を充填するの
が好ましく、細線８に代えて、溶融銀を充填する方法な
ど種々の手段をとり得る。
法において、Ａｇの細線８は必ずしも必要としないが、
断面形状の乱れなどを考慮すれば、細線８を充填するの
が好ましく、細線８に代えて、溶融銀を充填する方法な
ど種々の手段をとり得る。
【００５４】比較例１．Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏy組成の超電導体粉末を加圧し円筒ペレットに成形し
たものを外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇパイプに挿
入した後、真空封入し、液圧押し出し機により、１０．
５ｍｍの線径まで１度に減面加工した。これを通常の伸
線加工により直径７ｍｍのワイヤーとする。さらに一辺
が３．４ｍｍの６角ダイスを通して引き抜き、これから
所定の長さに切断したものを７本束ねて、外形２３ｍ
ｍ、内径１９ｍｍのＡｇからなる金属パイプに挿入し、
隙間にＡｇの細線を充填した。
Ｏy組成の超電導体粉末を加圧し円筒ペレットに成形し
たものを外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇパイプに挿
入した後、真空封入し、液圧押し出し機により、１０．
５ｍｍの線径まで１度に減面加工した。これを通常の伸
線加工により直径７ｍｍのワイヤーとする。さらに一辺
が３．４ｍｍの６角ダイスを通して引き抜き、これから
所定の長さに切断したものを７本束ねて、外形２３ｍ
ｍ、内径１９ｍｍのＡｇからなる金属パイプに挿入し、
隙間にＡｇの細線を充填した。
【００５５】引き続き、金属パイプを真空封入し、液圧
押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減面
加工した。さらに伸線により最終的に２．５ｍｍ径まで
減面加工した。
押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減面
加工した。さらに伸線により最終的に２．５ｍｍ径まで
減面加工した。
【００５６】図１８は、本比較例において得られた７芯
の酸化物超電導線材の圧延前の横断面を示し、１が酸化
物超電導体、２がＡｇからなる金属マトリクスである。
この酸化物超電導線材をロール圧延により、厚み０．１
５ｍｍ、幅５ｍｍ（アスペクト比３３）のテープ状の酸
化物超電導線材とする。この線材のＡｇ比（＝Ａｇのマ
トリクス２の断面積／酸化物超電導体１の断面積）は
２．８であった。
の酸化物超電導線材の圧延前の横断面を示し、１が酸化
物超電導体、２がＡｇからなる金属マトリクスである。
この酸化物超電導線材をロール圧延により、厚み０．１
５ｍｍ、幅５ｍｍ（アスペクト比３３）のテープ状の酸
化物超電導線材とする。この線材のＡｇ比（＝Ａｇのマ
トリクス２の断面積／酸化物超電導体１の断面積）は
２．８であった。
【００５７】得られたテープ状の酸化物超電導線材を１
０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて２００時間熱処
理し、臨界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、
実施例１と同様に、７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔに
おける臨界電流を測定した。測定結果を図５に示す。
０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて２００時間熱処
理し、臨界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、
実施例１と同様に、７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔに
おける臨界電流を測定した。測定結果を図５に示す。
【００５８】図５から明らかなように、実施例１及び２
と比較例１とを比べると、実施例１及び２は芯数が少な
いにもかかわらず、同一熱処理条件のテープ状の酸化物
超電導線材よりも臨界電流が高く、良好な特性を有す
る。
と比較例１とを比べると、実施例１及び２は芯数が少な
いにもかかわらず、同一熱処理条件のテープ状の酸化物
超電導線材よりも臨界電流が高く、良好な特性を有す
る。
【００５９】実施例３．図１０は、本発明の他の実施例
になる多芯線の酸化物超電導線材の横断面を示したもの
であり、６は酸化物超電導体、２はＡｇなどからなる金
属マトリクス、５は酸化物超電導線材で、酸化物超電導
体６が積層された複数個の積層構造１２がマトリクス２
中に分散して埋設されている。
になる多芯線の酸化物超電導線材の横断面を示したもの
であり、６は酸化物超電導体、２はＡｇなどからなる金
属マトリクス、５は酸化物超電導線材で、酸化物超電導
体６が積層された複数個の積層構造１２がマトリクス２
中に分散して埋設されている。
【００６０】図１２は、図１０の酸化物超電導線材を作
製するための先駆体の横断面図である。図において、１
０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy組
成の酸化物超電導体、８はＡｇの細線、９はＡｇからな
る金属パイプ、１３はＡｇの金属マトリクス２中に酸化
物超電導体６を積層した積層構造として埋設した構成の
積層体である。
製するための先駆体の横断面図である。図において、１
０は先駆体、６はＢｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy組
成の酸化物超電導体、８はＡｇの細線、９はＡｇからな
る金属パイプ、１３はＡｇの金属マトリクス２中に酸化
物超電導体６を積層した積層構造として埋設した構成の
積層体である。
【００６１】図１０に示した酸化物超電導線材は、以下
のようにして製造した。まず、Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ
2Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導粉末を用いて、図２また
は図４に示した先駆体を実施例１または２と同様に伸線
加工を行い、液圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線
径まで１度に減面加工し、さらに伸線加工により７ｍｍ
径まで減面加工した。これを、一辺が３．４ｍｍの６角
ダイスを通して引き抜き、積層体１３を形成し、積層体
１３を所定の長さに切断したものを７本束ねて、外形２
２ｍｍ、内径１９ｍｍの金属パイプ９に挿入し、隙間に
Ａｇの細線８を充填し、図１２に示した先駆体１０を得
た。
のようにして製造した。まず、Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ
2Ｃｕ3Ｏy組成の酸化物超電導粉末を用いて、図２また
は図４に示した先駆体を実施例１または２と同様に伸線
加工を行い、液圧押し出し機により、１０．５ｍｍの線
径まで１度に減面加工し、さらに伸線加工により７ｍｍ
径まで減面加工した。これを、一辺が３．４ｍｍの６角
ダイスを通して引き抜き、積層体１３を形成し、積層体
１３を所定の長さに切断したものを７本束ねて、外形２
２ｍｍ、内径１９ｍｍの金属パイプ９に挿入し、隙間に
Ａｇの細線８を充填し、図１２に示した先駆体１０を得
た。
【００６２】積層体１３の積層方向は、例えば、図１１
のように全て平行になるように、図１３に示すような積
層体１３の配置とするなど種々の方向が可能であるが、
本実施例では、異方性の少ない酸化物超電導線材を得る
ことを目的として、図１２の配置を採用した。
のように全て平行になるように、図１３に示すような積
層体１３の配置とするなど種々の方向が可能であるが、
本実施例では、異方性の少ない酸化物超電導線材を得る
ことを目的として、図１２の配置を採用した。
【００６３】引き続き、２次の先駆体１０の金属パイプ
９を真空封入し、液圧押し出し機により、１０．０５ｍ
ｍの線径まで１度に減面加工した。さらに伸線加工によ
り最終的に１ｍｍ径まで減面加工し、図１０に示した４
２芯の酸化物超電導線材５を製造した。４２芯の酸化物
超電導線材５の金属マトリクス比（＝金属マトリクス２
断面積／酸化物超電導体６の断面積）は２．７であっ
た。
９を真空封入し、液圧押し出し機により、１０．０５ｍ
ｍの線径まで１度に減面加工した。さらに伸線加工によ
り最終的に１ｍｍ径まで減面加工し、図１０に示した４
２芯の酸化物超電導線材５を製造した。４２芯の酸化物
超電導線材５の金属マトリクス比（＝金属マトリクス２
断面積／酸化物超電導体６の断面積）は２．７であっ
た。
【００６４】さらに、酸化物超電導線材５を１０ｃｍ長
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
に切断し、大気中８４０℃にて１８０時間熱処理し、臨
界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、電圧端子
間を１ｃｍとして、４端抵抗法により７７ｋ，０Ｔおよ
び２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度の測定を行った。
測定結果を図５に示す。
【００６５】なお、本実施例において、積層体１３にお
ける金属マトリクス２の横断面形状は、６角形が好まし
いが、円形の他に、楕円形など、等方的な横断面形状で
あればよい。
ける金属マトリクス２の横断面形状は、６角形が好まし
いが、円形の他に、楕円形など、等方的な横断面形状で
あればよい。
【００６６】また、金属マトリクス２の横断面形状は円
形の他に、図１４に示すような６角形が好ましいが、図
１５及び１６に示すように楕円形など、等方的な横断面
形状であればよい。
形の他に、図１４に示すような６角形が好ましいが、図
１５及び１６に示すように楕円形など、等方的な横断面
形状であればよい。
【００６７】ここで、等方的な横断面形状とは、等方的
な減面塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるい
はスウェージングなどの伸線加工ような塑性変形を経て
形成した横断面形状を意味するものである。
な減面塑性加工、例えば、液圧押し出し、線引きあるい
はスウェージングなどの伸線加工ような塑性変形を経て
形成した横断面形状を意味するものである。
【００６８】また、本実施例の製造方法において、Ａｇ
の細線８は必ずしも必要としないが、断面形状の乱れな
どを考慮すれば、細線８を充填するのが好ましく、細線
８に代えて、溶融銀を充填する方法など種々の手段をと
り得る。
の細線８は必ずしも必要としないが、断面形状の乱れな
どを考慮すれば、細線８を充填するのが好ましく、細線
８に代えて、溶融銀を充填する方法など種々の手段をと
り得る。
【００６９】また、上記実施例１〜３において、金属マ
トリクス２はＡｇの他、ＡｇとＣｕとの複合体など種々
の金属とすることができ、平板状金属７、細線８及び金
属パイプ９はＣｕにＡｇを被覆したものあるいは１部を
Ｃｕとしたものなど種々の材料を使用することができ
る。
トリクス２はＡｇの他、ＡｇとＣｕとの複合体など種々
の金属とすることができ、平板状金属７、細線８及び金
属パイプ９はＣｕにＡｇを被覆したものあるいは１部を
Ｃｕとしたものなど種々の材料を使用することができ
る。
【００７０】比較例２．Ｂｉ2Ｐｂ0.34Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏy組成の超電導体粉末を加圧し円筒ペレットに成形し
たものを外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇパイプに挿
入した後、真空封入し、液圧押し出し機により、１０．
５ｍｍの線径まで１度に減面加工した。これを通常の伸
線加工により直径３ｍｍのワイヤーとする。さらに一辺
が１．６ｍｍの６角ダイスを通して引き抜き、これから
所定の長さに切断したものを３７本束ねて、外形２３ｍ
ｍ、内径１９ｍｍのＡｇからなる金属パイプに挿入し、
隙間にＡｇの細線を充填した。
Ｏy組成の超電導体粉末を加圧し円筒ペレットに成形し
たものを外形２４ｍｍ、内径１９ｍｍのＡｇパイプに挿
入した後、真空封入し、液圧押し出し機により、１０．
５ｍｍの線径まで１度に減面加工した。これを通常の伸
線加工により直径３ｍｍのワイヤーとする。さらに一辺
が１．６ｍｍの６角ダイスを通して引き抜き、これから
所定の長さに切断したものを３７本束ねて、外形２３ｍ
ｍ、内径１９ｍｍのＡｇからなる金属パイプに挿入し、
隙間にＡｇの細線を充填した。
【００７１】引き続き、金属パイプを真空封入し、液圧
押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減面
加工した。さらに伸線により最終的に２．５ｍｍ径まで
減面加工した後、ロール圧延により、厚み０．１５ｍ
ｍ、幅５ｍｍ（アスペクト比３３）のテープ状の酸化物
超電導線材とする。この酸化物超電導線材の金属マトリ
クス比（＝金属マトリクスの断面積／酸化物超電導体の
断面積）は２．８であった。
押し出し機により、１０．５ｍｍの線径まで１度に減面
加工した。さらに伸線により最終的に２．５ｍｍ径まで
減面加工した後、ロール圧延により、厚み０．１５ｍ
ｍ、幅５ｍｍ（アスペクト比３３）のテープ状の酸化物
超電導線材とする。この酸化物超電導線材の金属マトリ
クス比（＝金属マトリクスの断面積／酸化物超電導体の
断面積）は２．８であった。
【００７２】得られたテープ状の酸化物超電導線材を１
０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて２００時間熱処
理し、臨界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、
実施例１と同様に、７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，０Ｔに
おける臨界電流を測定した。測定結果を図５に示す。
０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて２００時間熱処
理し、臨界電流密度測定用サンプルを作製した。次に、
実施例１と同様に、７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，０Ｔに
おける臨界電流を測定した。測定結果を図５に示す。
【００７３】図５より明らかなように、芯数を増やした
実施例３と比較例２とを比べると、この場合において
も、本発明による酸化物超電導線材５は、異方性が小さ
く同一熱処理条件のテープ状の酸化物超電導線材よりも
臨界電流が高く、良好な特性を有することが判明した。
実施例３と比較例２とを比べると、この場合において
も、本発明による酸化物超電導線材５は、異方性が小さ
く同一熱処理条件のテープ状の酸化物超電導線材よりも
臨界電流が高く、良好な特性を有することが判明した。
【００７４】実施例４．実施例３の酸化物超電導線材５
を作製後、１カ月間大気中に放置したものを、１０ｃｍ
長に切断し、大気中８４０℃にて６０時間熱処理した。
熱処理後の超電導線材５は全体に少し膨れて、外径は
１．１ｍｍとなった。この少し膨れた酸化物超電導線材
５を内径０．９９ｍｍのダイスを用いて引き抜き、再度
８４０℃で６０時間熱処理し、これをさらに内径０．９
７ｍｍのダイスで引き抜き、最後に８４０℃にて６０時
間熱処理して、臨界電流密度測定用サンプルを作製し
た。次に、電圧端子間を１ｃｍとし４端子抵抗法により
７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度
の測定を行った。測定結果を図５に示す。
を作製後、１カ月間大気中に放置したものを、１０ｃｍ
長に切断し、大気中８４０℃にて６０時間熱処理した。
熱処理後の超電導線材５は全体に少し膨れて、外径は
１．１ｍｍとなった。この少し膨れた酸化物超電導線材
５を内径０．９９ｍｍのダイスを用いて引き抜き、再度
８４０℃で６０時間熱処理し、これをさらに内径０．９
７ｍｍのダイスで引き抜き、最後に８４０℃にて６０時
間熱処理して、臨界電流密度測定用サンプルを作製し
た。次に、電圧端子間を１ｃｍとし４端子抵抗法により
７７Ｋ，０Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流密度
の測定を行った。測定結果を図５に示す。
【００７５】比較例３比較例２と同一のテープ状の酸化
物超電導線材を作製後、１カ月大気中に放置したもの
を、１０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて６０時間
熱処理した後、ロール間を０．１５ｍｍに設定して１回
圧延を施し、再度８４０℃で６０時間熱処理した。熱処
理を施したテープ状の酸化物超電導線材において、テー
プ中央部の長手方向にわたりＡｇシースが膨れて、厚み
０．２５ｍｍ、幅５ｍｍとなった。これを再びロール間
を０．１５ｍｍに設定して１回圧延を施したところ、全
体に長手方向に延びて、厚み０．１４ｍｍ、幅５ｍｍと
なった。このテープ状の酸化物超電導線材を再度８４０
℃にて６０時間熱処理を施し、これを再びロール間を
０．１４ｍｍに設定して１回圧延を施し、さらに８４０
℃にて６０時間熱処理を施し、臨界電流密度測定用サン
プルを作製した。次に、実施例１と同様に、７７Ｋ，０
Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流を測定した。測
定結果を図５に示す。
物超電導線材を作製後、１カ月大気中に放置したもの
を、１０ｃｍ長に切断し、大気中８４０℃にて６０時間
熱処理した後、ロール間を０．１５ｍｍに設定して１回
圧延を施し、再度８４０℃で６０時間熱処理した。熱処
理を施したテープ状の酸化物超電導線材において、テー
プ中央部の長手方向にわたりＡｇシースが膨れて、厚み
０．２５ｍｍ、幅５ｍｍとなった。これを再びロール間
を０．１５ｍｍに設定して１回圧延を施したところ、全
体に長手方向に延びて、厚み０．１４ｍｍ、幅５ｍｍと
なった。このテープ状の酸化物超電導線材を再度８４０
℃にて６０時間熱処理を施し、これを再びロール間を
０．１４ｍｍに設定して１回圧延を施し、さらに８４０
℃にて６０時間熱処理を施し、臨界電流密度測定用サン
プルを作製した。次に、実施例１と同様に、７７Ｋ，０
Ｔおよび２０Ｋ，２Ｔにおける臨界電流を測定した。測
定結果を図５に示す。
【００７６】従来のテープ状酸化物超電導線材において
熱処理途中に圧延加工を施すとＪCが図５の比較例３の
値のように高められることは知られている。本発明によ
る酸化物超電導線材においては、実施例４の、線引きの
ような等方的な減面加工によっても、図５に示す実施例
４の値のように、従来と同様にＪCが高まる効果が得ら
れることが判明した。
熱処理途中に圧延加工を施すとＪCが図５の比較例３の
値のように高められることは知られている。本発明によ
る酸化物超電導線材においては、実施例４の、線引きの
ような等方的な減面加工によっても、図５に示す実施例
４の値のように、従来と同様にＪCが高まる効果が得ら
れることが判明した。
【００７７】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、伸線ある
いはスウェージングなどによる等方的な減面加工で最終
加工まで行うことができるため、酸化物超電導体に蛇行
やソーセージングが起きず、圧延加工を施すことなく上
記酸化物超電導体と金属マトリクスとの界面が平滑かつ
平面状に酸化物超電導線材の長手方向に延び、上記酸化
物超電導体のｃ面が界面に対し配向しやすくなり、結果
的に上記酸化物超電導線材の臨界電流密度が高められ、
また、圧延工程を省くことによる製造時間およびコスト
の低減ができる効果がある。
いはスウェージングなどによる等方的な減面加工で最終
加工まで行うことができるため、酸化物超電導体に蛇行
やソーセージングが起きず、圧延加工を施すことなく上
記酸化物超電導体と金属マトリクスとの界面が平滑かつ
平面状に酸化物超電導線材の長手方向に延び、上記酸化
物超電導体のｃ面が界面に対し配向しやすくなり、結果
的に上記酸化物超電導線材の臨界電流密度が高められ、
また、圧延工程を省くことによる製造時間およびコスト
の低減ができる効果がある。
【００７８】請求項１及び２に係る発明によれば、金属
マトリクスの横断面形状が等方的形状であるため、ソレ
ノイド巻が容易にでき、従って、永久電流モードで運転
可能なコイルが容易に作製できるという効果がある。
マトリクスの横断面形状が等方的形状であるため、ソレ
ノイド巻が容易にでき、従って、永久電流モードで運転
可能なコイルが容易に作製できるという効果がある。
【００７９】請求項３に係る発明によれば、酸化物超電
導体を積層した構造の積層構造を複数個有し、上記積層
構造の積層面の方向が多方向に向くように、上記積層構
造が分散して埋設されているので、異方性の少ない酸化
物超電導線材が得られる。
導体を積層した構造の積層構造を複数個有し、上記積層
構造の積層面の方向が多方向に向くように、上記積層構
造が分散して埋設されているので、異方性の少ない酸化
物超電導線材が得られる。
【００８０】請求項４〜１０に係る発明によれば、アス
ペクト比の異なる平板状酸化物超電導体を含む複数個の
上記平板状酸化物超電導体を積層した構造を有する積層
体を金属パイプ中に充填し、この金属パイプを等方的に
減面加工する工程を経て、酸化物超電導線材が製造され
るので、酸化物超電導体に蛇行やソーセージングが起き
ず、圧延加工を施すことなく上記酸化物超電導体と金属
マトリクスとの界面が平滑かつ平面状に酸化物超電導線
材の長手方向に延び、上記酸化物超電導体のｃ面が界面
に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超電導線材の
臨界電流密度が高められ、また、圧延工程を省くことに
よる製造時間およびコストの低減ができる効果がある。
ペクト比の異なる平板状酸化物超電導体を含む複数個の
上記平板状酸化物超電導体を積層した構造を有する積層
体を金属パイプ中に充填し、この金属パイプを等方的に
減面加工する工程を経て、酸化物超電導線材が製造され
るので、酸化物超電導体に蛇行やソーセージングが起き
ず、圧延加工を施すことなく上記酸化物超電導体と金属
マトリクスとの界面が平滑かつ平面状に酸化物超電導線
材の長手方向に延び、上記酸化物超電導体のｃ面が界面
に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超電導線材の
臨界電流密度が高められ、また、圧延工程を省くことに
よる製造時間およびコストの低減ができる効果がある。
【００８１】また、金属パイプを等方的に減面加工し、
特に、円形、楕円形または６角形の横断面形状とするこ
とによって、円形、楕円形または６角形などの等方的な
横断面形状の酸化物超電導線材が得られ、ソレノイド巻
が容易にでき、従って、永久電流モードで運転可能なコ
イルが容易に作製できるという効果がある。
特に、円形、楕円形または６角形の横断面形状とするこ
とによって、円形、楕円形または６角形などの等方的な
横断面形状の酸化物超電導線材が得られ、ソレノイド巻
が容易にでき、従って、永久電流モードで運転可能なコ
イルが容易に作製できるという効果がある。
【００８２】請求項７及び８に係る発明によれば、積層
体が、等方的な横断面形状の金属マトリクス中にアスペ
クト比が異なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導
体を積層構造を形成するように埋設してなるので、複数
個の上記積層体の積層構造面を種々異なるようにに配置
することによって、異方性を自由に制御することができ
る。
体が、等方的な横断面形状の金属マトリクス中にアスペ
クト比が異なるものを含む複数個の平板状酸化物超電導
体を積層構造を形成するように埋設してなるので、複数
個の上記積層体の積層構造面を種々異なるようにに配置
することによって、異方性を自由に制御することができ
る。
【００８３】請求項８に係る発明によれば、積層体の金
属マトリクスを、等方的な横断面形状とすることによっ
て、上記積層体中の酸化物超電導体に蛇行やソーセージ
ングが起きず、圧延加工を施すことなく上記酸化物超電
導体と金属マトリクスとの界面が平滑かつ平面状に酸化
物超電導線材の長手方向に延び、上記酸化物超電導体の
ｃ面が界面に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超
電導線材の臨界電流密度が高められるという効果があ
る。
属マトリクスを、等方的な横断面形状とすることによっ
て、上記積層体中の酸化物超電導体に蛇行やソーセージ
ングが起きず、圧延加工を施すことなく上記酸化物超電
導体と金属マトリクスとの界面が平滑かつ平面状に酸化
物超電導線材の長手方向に延び、上記酸化物超電導体の
ｃ面が界面に対し配向しやすくなり、結果的に酸化物超
電導線材の臨界電流密度が高められるという効果があ
る。
【００８４】請求項９に係る発明によれば、積層体の積
層面の方向が多方向に向くように、上記複数個の積層体
を金属パイプ中に充填することによって、異方性の少な
い酸化物超電導線材が得られるという効果がある。
層面の方向が多方向に向くように、上記複数個の積層体
を金属パイプ中に充填することによって、異方性の少な
い酸化物超電導線材が得られるという効果がある。
【００８５】請求項１０に係る発明によれば、金属パイ
プを円形、楕円形または６角形の横断面形状に減面加工
することによって、等方的な横断面形状の酸化物超電導
線材が得られ、ソレノイド巻が容易にでき、従って、永
久電流モードで運転可能なコイルが容易に作製できると
いう効果がある。
プを円形、楕円形または６角形の横断面形状に減面加工
することによって、等方的な横断面形状の酸化物超電導
線材が得られ、ソレノイド巻が容易にでき、従って、永
久電流モードで運転可能なコイルが容易に作製できると
いう効果がある。
【００８６】請求項１１に係る発明によれば、減面加工
の後熱処理を施し、その後、線引加工を施し、この線引
加工の後、再び熱処理を行うことにより、熱処理時に発
生したガスによる膨れがなくなると共に、塑性変形を伴
った酸化物超電導体の緻密化が起こり、結果的に酸化物
超電導線材の臨界電流密度が高められるという効果があ
る。
の後熱処理を施し、その後、線引加工を施し、この線引
加工の後、再び熱処理を行うことにより、熱処理時に発
生したガスによる膨れがなくなると共に、塑性変形を伴
った酸化物超電導体の緻密化が起こり、結果的に酸化物
超電導線材の臨界電流密度が高められるという効果があ
る。
【図１】 本発明の一実施例になる酸化物超電導線材を
示す横断面図である。
示す横断面図である。
【図２】 本発明の一実施例になる酸化物超電導線材を
製造するための先駆体示す横断面図である。
製造するための先駆体示す横断面図である。
【図３】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を製造するための先駆体を示す横断面図である。
を製造するための先駆体を示す横断面図である。
【図５】 本発明の酸化物超電導線材の超電導特性を測
定した結果を示す図である。
定した結果を示す図である。
【図６】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図７】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図８】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図９】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線材
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図１０】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を示す横断面図である。
材を示す横断面図である。
【図１１】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を示す横断面図である。
材を示す横断面図である。
【図１２】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を製造するための先駆体を示す横断面図である。
材を製造するための先駆体を示す横断面図である。
【図１３】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を製造するための先駆体を示す横断面図である。
材を製造するための先駆体を示す横断面図である。
【図１４】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を示す横断面図である。
材を示す横断面図である。
【図１５】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を示す横断面図である。
材を示す横断面図である。
【図１６】 本発明の他の実施例になる酸化物超電導線
材を示す横断面図である。
材を示す横断面図である。
【図１７】 従来の酸化物超電導線材を製造するための
先駆体を示す横断面図である。
先駆体を示す横断面図である。
【図１８】 従来の酸化物超電導線材を製造するための
先駆体を示す横断面図である。
先駆体を示す横断面図である。
【図１９】 従来の酸化物超電導線材を製造するための
使用する圧延装置の概念図である。
使用する圧延装置の概念図である。
【図２０】 従来の圧延後の酸化物超電導線材を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２１】 従来の圧延後の酸化物超電導線材を示す横
断面図である。
断面図である。
【図２２】 従来の圧延後の酸化物超電導線材を示す縦
断面図である。
断面図である。
１及び６ 酸化物超電導体、２ 金属マトリクス、３及
び１０ 先駆体、４及び５ 酸化物超電導線材、７ 平
板状金属、８ 細線、９ 金属パイプ、１１金属被覆、
１２ 積層構造
び１０ 先駆体、４及び５ 酸化物超電導線材、７ 平
板状金属、８ 細線、９ 金属パイプ、１１金属被覆、
１２ 積層構造
Claims (11)
- 【請求項１】 横断面形状が等方的形状の金属マトリク
ス中に、アスペクト比の異なるものを含む複数個の平板
状酸化物超電導体が、少なくとも１個の積層構造を形成
するように埋設されていることを特徴とする酸化物超電
導線材。 - 【請求項２】 金属マトリクスの横断面形状が円形、楕
円形または６角形であることを特徴とする請求項１記載
の酸化物超電導線材。 - 【請求項３】 積層構造を複数個有し、この積層構造の
積層面の方向が多方向に向くように、上記積層構造が分
散して埋設されていることを特徴とする請求項１または
２記載の酸化物超電導線材。 - 【請求項４】 アスペクト比の異なるものを含む複数個
の平板状酸化物超電導体を積層した構造を有する積層体
を金属パイプ中に充填し、この金属パイプを等方的に減
面加工する工程を有することを特徴とする酸化物超電導
線材の製造方法。 - 【請求項５】 積層体が、平板状酸化物超電導体と平板
状金属とを交互に積み重ねたものであることを特徴とす
る請求項４記載の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項６】 平板状酸化物超電導体に、金属が被覆さ
れていることを特徴とする請求項４記載の酸化物超電導
線材の製造方法。 - 【請求項７】 積層体が、等方的な横断面形状の金属マ
トリクス中にアスペクト比が異なるものを含む複数個の
平板状酸化物超電導体が積層構造を形成するように埋設
してなり、上記積層体を複数個、金属パイプ中に充填す
ることを特徴とする請求項４記載の酸化物超電導線材の
製造方法。 - 【請求項８】 金属マトリクスの横断面形状が、円形、
楕円形または６角形である請求項７記載の酸化物超電導
線材の製造方法。 - 【請求項９】 積層体の積層面の方向が多方向に向くよ
うに、上記複数個の積層体を金属パイプ中に充填するこ
とを特徴とする請求項４、７または８のいずれかに記載
の酸化物超電導線材の製造方法。 - 【請求項１０】 金属パイプを円形、楕円形または６角
形の横断面形状に減面加工することを特徴とする請求項
４ないし９のいずれかに記載の酸化物超電導線材の製造
方法。 - 【請求項１１】 減面加工の工程の後熱処理を施し、そ
の後、伸線加工を施し、この伸線加工の後、再び熱処理
を行う工程を有することを特徴とする請求項４記載の酸
化物超電導線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030841A JPH09223418A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030841A JPH09223418A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223418A true JPH09223418A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12314931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8030841A Pending JPH09223418A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223418A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999030333A1 (fr) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Hitachi, Ltd. | Fil supraconducteur en oxyde, bobine de solenoide, generateur de champ magnetique, et procede de production de fil supraconducteur en oxyde |
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| JP2009507358A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-02-19 | アメリカン・スーパーコンダクター・コーポレーション | 高温超電導ワイヤ及びコイル |
| JP2010021068A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導線材の前駆体線とその製造方法、および前記前駆体線を用いた酸化物超電導線材 |
| DE102015010636A1 (de) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Supraleitfähiger Leiter und Verwendung des supraleitfähigen Leiters |
| DE102015010676A1 (de) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines supraleitfähigen Leiters |
| CN108140961A (zh) * | 2015-08-12 | 2018-06-08 | 卡尔斯鲁厄技术研究所 | 用于超导导体的连接器以及连接器的用途 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030841A patent/JPH09223418A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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